项目二第三节相关知识-传感器

传感器在供料单元中的应用
（三）漫射式光电接近开关
7、光电开关使用中应注意的事项
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（1）适当的检测距离(超过检测距离及在不感应区域中)； （2）选择合适的输出类型(Light on或Dark on)； （3）根据被测物的大小选择合适的光点(光纤)； （4）环境光及安装位置(避免并排同向安装)的影响； （5）被检测物颜色的影响：红色光源对绿色和黑色不敏感；蓝色光源对 绿色和红色和黑色不敏感；绿色光源对红色和黑色不敏感。
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YL-335B所使用的气缸都是带磁性开关的气缸。这些气缸的缸筒采用导磁性弱、
隔磁性强的材料，如硬铝、不锈钢等。在非磁性体的活塞上安装一个永久磁铁的磁
环，这样就提供了一个反映气缸活塞位置的磁场。 而安装在气缸外侧的磁性开关则是用来检测气缸活塞位置，即检测活塞的运动 行程的。 有触点式的磁性开关用舌簧开关作磁场检测元件。舌簧开关成型于合成
的电气信号的容量变化的方式、利用磁石和引导开关的方式、利用光电效应和
光电转换器件作为检测元件等等。供料单元用到的传感器主要有：磁性开关、 电感传感器、漫射式光电接近开关。如图2-12所示。
图2-12 供料单元中使用的传感器实物图
传感器在供料单元中的应用
（一）磁性开关
1、磁性开关的原理
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传感器在供料单元中的应用
（二）电感式接近开关
3、电感式接近开关安装时的注意事项
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图2-18安装距离注意说明
在接近开关的选用和安装中，必须认真考虑检测距离、设定距离，保证生 产线上的传感器可靠动作。安装距离注意说明如图2-18所示。
传感器在供料单元中的应用
（三）漫射式光电接近开关
（10）从安全考虑，两磁性开关的间距应比最大磁滞距离大3mm。
传感器在供料单元中的应用
（二）电感式接近开关
1、电感式接近开关的原理
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电感式接近开关是利用电涡流效应制造的传感器。电涡流效应是指，当金 属物体处于一个交变的磁场中，在金属内部会产生交变的电涡流，该涡流又会 反作用于产生它的磁场这样一种物理效应。
1、光电式接近开关
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“光电传感器” 是利用光的各种性质，检测物体的有无和表面状态的变 化等的传感器。 其中输出形式为开关量的传感器为光电式接近开关。 光电式接近开关主要由光发射器和光接收器构成。如果光发射器发射的光 线因检测物体不同而被遮掩或反射，到达光接收器的量将会发生变化。
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图 2-19 光电式接近开关
光接收器的敏感元件将检测出这种变化，并转换为电气信号，输出电信 号传送到 PLC 中。大多接近开关使用可视光（主要为红色，也用绿色、蓝色 来判断颜色）和红外光。按照接收器接收光的方式的不同，光电式接近开关可 分为对射式、 反射式和漫射式 3 种，如图 2-19 所示。
传感器在供料单元中的应用
（三）漫射式光电接近开关
6、 接近开关的图形符号
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图 2-23 接近开关的图形符号
部分接近开关的图形符号如图 2-23 所示。图中(a)(b)(c) 三种情况均使用 NPN型三极管集电极开路输出。如果是使用PNP型的，正负极性应反过来。
（三）漫射式光电接近开关
5、圆柱形漫射式光电接近开关
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图 2-22 MHT15-N2317 光电开关外形
用来检测物料台上有无物料的光电开关是一个圆柱形漫射式光电接近开关， 工作时向上发出光线，从而透过小孔检测是否有工件存在。 该光电开关选用 SICK 公司产品MHT15-N2317 型，其外形如图2-22所示。
件有无的漫射式光电接近开关选用神视OMRON 公司的CX-441（E3Z-L61）
型放大器内置型光电开关（细小光束型，NPN 型晶体管集电极开路输出）。
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（三）漫射式光电接近开关
3、光电开关的调试
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图 2-20 CX-441（ E3Z-L61） 光电开关的外形和调节旋钮、 显示灯
（三）漫射式光电接近开关
3、光电开关的调试
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距离设定旋钮是5周回转调节器。调整距离时注意逐步轻微旋转，否则若 充分旋转距离调节器会空转。调整的方法是，首先按逆时针方向将距离调节器 充分旋到最小检测距离（E3Z-L61约20mm），然后根据要求距离放置检测物
体，按顺时针方向逐步旋转距离调节器，找到传感器进入检测条件的点；拉开
传感器在供料单元中的பைடு நூலகம்用
（一）磁性开关
3、磁性开关的接线
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磁性开关有蓝色和棕色2根引出线，使用时蓝色引出线应连接到直流电源 负极，棕色引出线应连接到PLC输入端，PLC输入端子公共端接到直流电源正 极。磁性开关的内部电路如图2-15中虚线框内所示。串联电阻限制电流大小， 保护接点不被烧毁；串联二极管保证在电源极性接反时保护内部电路。
检测物体距离，按顺时针方向进一步旋转距离调节器，找到传感器再次进入检 测状态，一旦进入，向后旋转距离调节器直到传感器回到非检测状态的点。两 点之间的中点为稳定检测物体的最佳位置。
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（三）漫射式光电接近开关
4、NPN型光电开关的接线
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图 2-21 CX-441（ E3Z-L61）光电开关电路原理图
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（二）电感式接近开关
1、电感式接近开关的原理
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图2-16电感式传感器原理框图
电感式接近传感器工作原理框图如图2-16所示。以高频振荡器（LC振荡 器）中的电感线圈作为检测元件，当被测金属物体接近电感线圈时产生了涡流
效应，引起振荡器振幅或频率的变化，由传感器的信号调理电路（包括检波、
断开时发出电控信号，在PLC的自动控制中，可以利用该信号判断推料及顶料缸
的运动状态或所处的位置，以确定工件是否被推出或气缸是否返回。
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（一）磁性开关
2、磁性开关的安装
磁性开 关 磁性开 关
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图2-14 磁性开关在供料单元中的实际位置
在磁性开关上设置的LED显示用于显示其信号状态，供调试时使用。磁性开关 动作时， 输出信号“ 1”，LED亮；磁性开关不动作时，输出信号“ 0”，LED不 亮。磁性开关的安装位置可以调整，调整方法是松开它的紧固定位螺栓，让磁性开 关顺着气缸滑动，到达指定位置后，再旋紧固定螺栓。其在供料单元的实际位置如 图2-14所示。
该光电开关的外形和顶端面上的调节旋钮与显示灯如图 2-20 所示。图中 动作选择开关的功能是选择受光动作(Light) 或遮光动作 (Drag)模式。即当此
开关按顺时针方向充分旋转时（L侧），则进入检测-ON 模式；当此开关按逆
时针方向充分旋转时（D 侧），则进入检测-OFF模式。
传感器在供料单元中的应用
树脂块内，并且一般还有动作指示灯、过电压保护电路也塑封在内。图2-13所示
是带磁性开关气缸的工作原理图 。
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（一）磁性开关
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图 2-13 带磁性开关气缸的工作原理图
当气缸中随活塞移动的磁环靠近开关时，舌簧开关的两根簧片被磁化而相 互吸引，触点闭合；当磁环移开开关后，簧片失磁，触点断开。当触点闭合或
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（三）漫射式光电接近开关
2、漫射式光电开关
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漫射式光电开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的，
由于物体反射的光线为漫射光，故称为漫射式光电接近开关。 它的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且为一体化结构。在工作时， 光发射器始终发射检测光，若接近开关前方一定距离内没有物体，则没有光被 反射到接收器，接近开关处于常态而不动作；反之，若接近开关的前方一定距 离内出现物体，只要反射回来的光强度足够，则接收器 接收到足够的漫射光 就会使接近开关动作而改变输出的状态。供料单元中，用来检测工件不足或工
03
传感器在供料单元中的应用
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YL-335B 各工作单元所使用的传感器都是接近传感器，它利用传感器对 所接近的物体具有的敏感特性来识别物体的接近，并输出相应开关信号，因此， 接近传感器通常也称为接近开关。接近传感器有多种检测方式，包括利用电磁 感应引起的检测对象的金属体中产生的涡电流的方式、捕捉检测体的接近引起
图2-15 磁性开关内部电路
传感器在供料单元中的应用
（一）磁性开关
4、磁性开关使用时的注意事项
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（1）安装时，不得让开关受过大的冲击力，如将开关打入、抛扔等，会 损坏开关； （2）不能让磁性开关处于水或冷却液中使用； （3）绝对不要用于有爆炸性、可燃性气体的环境中；
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项目二 供料单元安装与调试 学习单元
传感器在供料单元中的应用
目 录
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01 02
磁性开关
电感式接近开关 漫射式光电接近开关
光电开关的内部电路原理框图如图2-21所示。该光电开关是NPN型三线 制传感器，输出三根线：棕色、蓝色与黑色。棕色线接24V电源正极，蓝色线 接24V电源负极，黑色线是信号输出线，接PLC输入端子。PLC输入端子公共 端接24V电源正极。图 2-21 给出该光电开关的内部电路原理框图 。
传感器在供料单元中的应用
（4）周围有强磁场、大电流（如电焊机等）的环境中应选用耐强磁场的
磁性开关； （5）不要把连接导线和动力线（如电动机等）、高压线并在一起；
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（一）磁性开关
4、磁性开关使用时的注意事项
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（6）磁性开关周围不要有切削末、焊渣等铁粉存在，若堆积在开关上， 会使开关的磁力减弱、甚至失效； （7）在温度循环变化较大的环境中不得使用； （8）磁性开关的配线不能直接接到电源上，必须串接负载； （9）负载电压和最大负载电流都不要超过磁性开关的最大允许容量，否 则其寿命会大大降低；
放大、整形、输出等电路）将该变化转换成开关量输出，从而达到检测目的。
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（二）电感式接近开关
2、电感式接近开关的安装
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图2-17 供料单元上的电感式传感器
供料单元中，为了检测待加工工件是否金属材料，在供料管底座侧面安装 了一个电感式传感器，如图 2-17 所示。
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